Modems

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1.- Señales digitales y analógicas

Un primer paso para entender el funcionamiento de los módems, es comprender la diferencia entre una señal digital y una analógica. Un valor analógico, un número real, no tiene fin; así por ejemplo, el número 1/3 es igual a 0.3333....... donde el 3 puede repetirse para siempre, o el número ¾ es igual a 0.7500..... con ceros repetidos hasta el infinito. En este sentido, el conjunto de los números reales puede representarse como una línea continua.

Una aproximación digital de un valor analógico, convierte la línea de valores infinitamente próximos, en valores discretos, por ejemplo, el conjunto de los números enteros. Este proceso de aproximación redondea el valor analógico a un cierto número de posiciones decimales. Por ejemplo, redondear 1/3 a cero posiciones decimales nos da 0, y el redondeo de ¾ nos da 1 (siguiendo las reglas aceptadas para el redondeo).

Un ejemplo físico sencillo sería el de un reloj de pulsera cuyas manecillas cambien de posición de manera continua (no en saltos); en este caso se trata de una representación analógica de la hora. Aquí, el tiempo tiene un rango de valores continuo, como por ejemplo de las 12:00 exactas a las 12:00 y 1/3 de segundo, o cualquier valor intermedio. Por el contrario, un reloj con pantalla digital está limitado a estados discretos. Aquí el tiempo salta de las 12:00 y 0 segundos a las 12:00 y un segundo, sin señalar el tiempo intermedio.

En el ejemplo del reloj digital, el tiempo es representado por 10 diferentes valores (0, 1, 2, 3,.........9). Sin embargo las señales digitales normalmente están más limitadas en el número de valores que pueden adoptar. El sistema digital binario (el que se utiliza en las computadoras) tiene únicamente dos estados: 0 y 1.

En conclusión, las señales analógicas (voltajes, potencias, intensidades de corriente, etc.), pueden adoptar valores continuos o muy próximos entre sí, mientras que las señales digitales implican la presencia de valores discretos (es decir, no continuos).

2.- ¿Que tiene que ver lo anterior con los módems?

La palabra módem es una mezcla de las palabras modulation (modulación) y demodulation (demodulación), y es un dispositivo que adapta una computadora o terminal, a una línea telefónica con el objeto de enviar y recibir información.

En las computadoras toda la información (datos, programas, instrucciones, etc.) está representada internamente en forma binaria. Así por ejemplo, el número 163 decimal equivale, en lenguaje binario, al número 10100011 en donde únicamente se utilizan ceros y unos. En este sentido, en cada circuito físico de su máquina, cada pieza elemental de información (bit) esta representada por la presencia (1) o ausencia de señal (0), o bien por dos valores discretos; por ejemplo: 0.2V y 1V, donde la letra V representa el Voltaje, que es como en ultima instancia se representan físicamente las señales.

Por otro lado, su línea telefónica es un medio esencialmente analógico, en donde la información (voz, datos, etc.) se envía por medio de una señal de voltaje analógica que registra las variaciones en la señal de información ( deferencias en la presión de la voz, o cambios en la señal recibida del módem).

El módem convierte los pulsos digitales recibidos de su computadora, en tonos dentro del rango de audio del teléfono y los vuelve a convertir en pulsos digitales en el lado receptor.De ahí deriva su nombre: (modulador-demodulador).

3.- ¿Qué otras cosas hace el módem?
El módem maneja el marcado y recepción de la llamada y controla la velocidad de transmisión. Los módems usados en líneas telefónicas transmiten a velocidades desde 300 bits por segundo (bps) hasta los más modernos que pueden transmitir a 31,200 bps y recibir la señal de un módem digital - normalmente propiedad de un servidor de acceso a Internet- a 56,000bps.

El régimen efectivo de datos es casi del 10% del régimen de bits; es decir que un módem de 28,800bps es equivalente a 2,880 caracteres por segundo. Esta relación se obtiene considerando dos factores:

1. Las unidades de información se transmiten normalmente en bloques de 8 bits (byte).
   
2. Junto con la información de datos se envía también información de control del enlace telefónico que es necesaria para reducir la posibilidad de errores en la información, pero que no forma parte de los datos enviados.

Sin embargo, gracias a las técnicas modernas de compresión de datos, los módems pueden alcanzar tasas de transferencia efectiva de datos considerablemente más altas que las mencionadas en la regla anterior.

4.- ¿Cómo transmiten la información los módems?

Los módems utilizan una señal llamada "portadora", que utilizan para el envío de información. Esta señal no es más que un tono (una señal de una frecuencia determinada), la cual es modulada en frecuencia (es decir, se varía su frecuencia) para representar ya sea un cero o un uno. En este sentido, los diferentes valores que pueden adoptar las señales digitales de la computadora, se transforman en tonos de diferentes frecuencias.

La portadora también es utilizada por el módem para negociar la velocidad de la conexión: es probable que usted se haya percatado al inicio de una conexión por módem, que se oyen una serie de chillidos los cuales se interrumpen poco después. Lo anterior indica únicamente que su módem está determinando (junto con el módem remoto), la máxima velocidad a la que pueden conectarse; lo anterior lo realizan emitiendo diferentes portadoras a diferentes tonos hasta que uno de los módems no pueda corresponder con una portadora igual, por lo que la velocidad se establece en base a la última portadora "reconocida". La portadora también se utiliza para probar que el enlace sigue activo, es decir que aún cuando el módem no esté transmitiendo datos, siempre debe de haber una portadora para que los módems puedan saber si la llamada no se ha cortado.

5.- ¿Mi línea telefónica es analógica o digital?

Esta es una confusión muy común. En general todas las líneas telefónicas comerciales o residenciales son analógicas ya que están realizadas sobre hilos de cobre que únicamente transmiten este tipo de señales. Normalmente pensamos que las líneas que permiten el marcado por tonos son digitales, y aquellas que solo soportan pulsos son analógicas; en realidad ambas son analógicas y lo que hace la diferencia es el tipo de Central Telefónica a la que están conectadas.